(57)【要約】【課題】      ＣＯ2冷媒などの高圧冷媒に対する耐圧性を有するとともに、チューブの差込孔を容易かつ安価に加工できるヘッダタンクを備えた熱交換器を提供する。【解決手段】  押し出し又は引き抜き加工によってヘッダタンク６を一体的に形成した後、このヘッダタンク６の両側縁部を貫通するようにしてプレス加工を行い、ヘッダタンクの一側縁部にチューブの差込孔３０を形成する一方、ヘッダタンクの他側縁部に形成された開口３１をカバープレート５１で覆うようにする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理空気の流れ方向と略垂直な方向へ複数のチューブが配列されるコア部と、該コア部の両端部に位置し、複数のチューブの配列方向に延びて形成される中空筒状のヘッダタンクとを備え、
上記ヘッダタンクには、上記コア部の端部と隣接する第１側縁部に上記複数のチューブが挿入される複数の差込孔が形成され、
上記ヘッダタンクは、押し出し成形品又は引き抜き成形品で構成されている熱交換器であって、
上記第１側縁部と対向するヘッダタンクの第２側縁部には、上記複数の差込孔と対向する複数の開口が形成され、
上記開口は、上記ヘッダタンクの外周面に沿って形成されたカバープレートによって覆われていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
ヘッダタンクの内部には、一端が第１側縁部と連接し他端が第２側縁部と連接する中間部材がヘッダタンクと略平行に延びて形成され、
差込孔は、上記第１側縁部より中間部材を貫通して第２側縁部の開口と連通していることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱交換器において、
カバープレートには、複数の開口と離間するように外側に突出し、ヘッダタンクの長手方向と略平行に延びて形成された突起部が設けられ、
上記突起部の内側面と第２側縁部の外側面との間には、複数の開口を介して上記ヘッダタンクの内部空間と連通する流通通路が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項２に記載の熱交換器において、
コア部は、被処理空気の上流側に複数のチューブが配列された第１コア部と、被処理空気の下流側に複数のチューブが配列された第２コア部とで構成され、
ヘッダタンクの内部には、一端が第１側縁部と連接し他端が第２側縁部と連接して該ヘッダタンクの長手方向と略平行に延びた仕切部が形成され、
上記仕切部は、上記ヘッダタンクの内部空間を上記第１コア部のチューブと連通する上流側空間と上記第２コア部のチューブと連通する下流側空間とに分割し、
差込孔は、第１コア部のチューブが挿入される第１差込孔と第２コア部のチューブが挿入される第２差込孔とで構成され、
開口は、第１差込孔に対向する第１開口と第２差込孔に対向する第２開口とで構成され、
カバープレートは、第１開口と第２開口との双方を覆うように上記ヘッダタンクの外周面に形成され、
カバープレートには、第２側縁部の外側面と離間するとともに外側に突出した第３突起部が形成され、
上記第３突起部の内側面と第２側縁部の外側面との間には、上記第１開口と上記第２開口とを連通させる連通通路が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項３に記載の熱交換器において、
コア部は、被処理空気の上流側に複数のチューブが配列された第１コア部と、被処理空気の下流側に複数のチューブが配列された第２コア部とで構成され、
ヘッダタンクの内部には、一端が第１側縁部と連接し他端が第２側縁部と連接して該ヘッダタンクの長手方向と略平行に延びた仕切部が形成され、
上記仕切部は、上記ヘッダタンクの内部空間を上記第１コア部のチューブと連通する上流側空間と上記第２コア部のチューブと連通する下流側空間とに分割し、
差込孔は、第１コア部のチューブが挿入される第１差込孔と第２コア部のチューブが挿入される第２差込孔とで構成され、
開口は、第１差込孔に対向する第１開口と第２差込孔に対向する第２開口とで構成され、
カバープレートは、第１開口と第２開口との双方を覆うように上記ヘッダタンクの外周面に形成され、
突起部は、第１開口と離間するとともに外側に突出した第１突起部と第２開口と離間するとともに外側に突出した第２突起部とで構成され、
流通通路は、第１開口を介して上記上流側空間と連通する第１流通通路と第２開口を介して上記下流側空間と連通する第２流通通路とで構成され、
カバープレートには、第２側縁部の外側面と離間するとともに第１突起部と第２突起部とに跨って外側に突出した第３突起部が形成され、
上記第３突起部の内側面と第２側縁部の外側面との間には、上記第１流通通路と上記第２流通通路とを連通させる連通通路が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項５に記載の熱交換器において、
第１流通通路と第２流通通路との間に介在するとともに、第２側縁部とカバープレートとが当接する部位には、ヘッダタンクと略平行に延びて形成された突起が設けられ、
上記突起は、第２側縁部の外側面とカバープレートの内側面とのいずれか一方に形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
請求項３、５又は６に記載の熱交換器において、
流通通路の開口断面が、略円形形状であることを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
請求項２から７のいずれか１に記載の熱交換器において、
チューブ端部における外周面には、該チューブの内周側に向かって窪んだ凹部が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
請求項２から８のいずれか１に記載の熱交換器において、
チューブは、該チューブの外周面と差込孔の内周面との接触幅が接触部の全域に亘って均等となるように差込孔に挿入されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の熱交換器において、
凹部の溝深さ寸法は、０．１ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする熱交換器。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１に記載の熱交換器において、
ヘッダタンクの外周面には、該ヘッダタンクの周方向におけるカバープレートの両端部に沿って形成された２つの凸部が設けられ、
上記凸部は、上記ヘッダタンクの長手方向と略平行に延びて形成され、その先端部とヘッダタンクの外周面との間で上記カバープレートの両端部を挟持できるように構成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか１に記載の熱交換器において、
カバープレートには、第２側縁部に形成された開口と連通するカバー側開口が形成され、
上記カバープレートの外側面には、上記カバー側開口と導通する配管を接続可能な配管接続部材が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の熱交換器において、
配管接続部材には、カバープレートの外縁を覆いながらヘッダタンクの周方向における両側に延びて形成されたカバー保持部が設けられ、
上記カバー保持部は、両端部がヘッダタンクの外周面と当接し、
ヘッダタンクの外周面には、上記カバー保持部の両端部に沿って形成された２つの凸部が設けられ、
上記凸部は、その先端部とヘッダタンクの外周面との間で上記カバー保持部の両端部を挟持できるように構成されていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に係り、特に二酸化炭素を冷媒とする冷媒回路に接続されるコルゲートフィンタイプの熱交換器に好適なヘッダタンク構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷凍サイクルによって加熱又は冷却された冷媒を装置内に流通させながら、冷媒と被処理空気との間で熱交換を行う熱交換器が知られている。
【０００３】
例えば、熱交換器は、図１７に示すように、複数のチューブ６１及びフィン６２が交互に配列されたコア部６３と、コア部６３の両端に設けられた２つのヘッダタンク（第１ヘッダタンク６４と第２ヘッダタンク６５）とを備えている。ヘッダタンク６４，６５には、コア部６３と隣接する側の縁部に上記複数のチューブ６１が挿入される図示しない複数の差込孔が形成されている。そして、複数のチューブ６１が差込孔に挿入された状態で、ヘッダタンク６４，６５の内部空間とチューブ６１内とが連通する状態となっている。また、例えば第１ヘッダタンク６４には、冷媒を熱交換器内へ流入させる流入配管６６と、熱交換器を循環した冷媒を熱交換器外へ流出させる流出配管６７とが設けられている。
【０００４】
以上の構成において、冷媒回路内を循環する冷媒が、上記流入配管６６より熱交換器内へ流入すると、この冷媒は、第１ヘッダタンク６４内の往路より所定のチューブ６１内を流通した後、第２ヘッダタンク６５へ流入する。その後、この冷媒は、上述した冷媒が流れたチューブ６１と別のチューブ６１を流通した後、再び第１ヘッダタンク６４へ流入する。この冷媒は、第１ヘッダタンク６４内の復路より上記流出配管６７を介して熱交換器外へ流出する。
【０００５】
一方、被処理空気は、上記コア部６３と直交するように熱交換器へ送風される。そして、この被処理空気と冷媒とがチューブ６１及びフィン６２を介して熱交換することで、この被処理空気が加熱又は冷却される（特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、近年、冷媒回路の冷凍サイクルに用いられる冷媒として、代替フロン物質であるＣＯ2冷媒が利用される傾向にある。ＣＯ2冷媒は、フロンと比較して地球温暖化への影響が小さいという特長を有するとともに、冷凍サイクルの凝縮過程において超臨界状態となり易い特性を有する。このため、ＣＯ2冷媒を用いた冷凍サイクル（いわゆる超臨界サイクル）を利用することで、上述したような熱交換器（放熱器）で得られる放熱量を増大させることができる。
【０００７】
しかしながら、ＣＯ2冷媒を用いた冷媒回路に接続される熱交換器（放熱器）においては、ＣＯ2冷媒の圧力が臨界圧力を越えるため、ヘッダタンク６４，６５内の圧力が非常に高くなる傾向にある。このため、上記ＣＯ2冷媒の臨界圧力に耐えうる熱交換器が望まれていた。
【０００８】
この問題を解決する先行技術として、図１８に示すようなヘッダタンク６４，６５を押し出し加工又は引き抜き加工によって成形した熱交換器がある。この熱交換器では、ヘッダタンク６４，６５を一体的に形成しながら、ヘッダタンク６４，６５の外縁部の肉厚を大きくすることで、ＣＯ2冷媒に対する耐圧性を向上できるようにしている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３０７３９９号公報
【特許文献２】特開平１１−２２６６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献２に開示されている熱交換器のヘッダタンク６４，６５においては、複数のチューブ２が挿入される複数の差込孔７０を切削加工によって形成していた。この場合、差込孔７０を形成するための加工時間が長くなる上、加工コストも高くなってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＣＯ2冷媒などの高圧冷媒に対する耐圧性を有するとともに、チューブの差込孔を容易かつ安価に加工できるヘッダタンクを備えた熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、押し出し又は引き抜き加工によってヘッダタンクを一体的に形成した後、このヘッダタンクの両側縁部を貫通するようにしてプレス加工を行い、ヘッダタンクの一側縁部にチューブの差込孔を形成する一方、ヘッダタンクの他側縁部に形成された開口をカバープレートで覆うようにしたものである。
【００１２】
具体的に、第１の発明は、被処理空気の流れ方向と略垂直な方向へ複数のチューブが配列されるコア部と、該コア部の両端部に位置し、複数のチューブの配列方向に延びて形成される中空筒状のヘッダタンクとを備え、上記ヘッダタンクには、上記コア部の端部と隣接する第１側縁部に上記複数のチューブが挿入される複数の差込孔が形成され、上記ヘッダタンクは、押し出し成形品又は引き抜き成形品で構成されている熱交換器を前提としている。そして、この熱交換器は、第１側縁部と対向するヘッダタンクの第２側縁部に、複数の差込孔と対向する複数の開口が形成され、上記開口は、上記ヘッダタンクの外周面に沿って形成されたカバープレートによって覆われていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記第１の発明では、ヘッダタンクが押し出し加工又は引き抜き加工によって一体的に形成されることで、このヘッダタンクの耐圧性を向上できるようにしている。
【００１４】
ここで、ヘッダタンクの第１側縁部に複数の差込孔が形成される一方、この差込孔と対向する開口が第２側縁部に形成される。すなわち、上記差込孔と上記開口とは、チューブが挿入される方向において、同一線上に位置することになる。したがって、ヘッダタンクの第１側縁部から第２側縁部に亘って上記チューブが挿入される方向と同一方向にプレス加工を行うことで、上記開口を形成しながらチューブの差込孔を形成することができる。
【００１５】
なお、第２側縁部の開口は、第２側縁部の外側面よりカバープレートで閉塞されるため、ヘッダタンクの内部空間と外部空間とを区画することができる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明の熱交換器において、ヘッダタンクの内部には、一端が第１側縁部と連接し他端が第２側縁部と連接する中間部材がヘッダタンクと略平行に延びて形成され、差込孔は、上記第１側縁部より中間部材を貫通して第２側縁部の開口と連通していることを特徴とするものである。
【００１７】
上記第２の発明では、押し出し又は引き抜き加工によって、ヘッダタンクの内部に中間部材を一体的に形成することで、ヘッダタンクの強度が向上し、該ヘッダタンク内を流通する冷媒に対する耐圧性が向上する。
【００１８】
ここで、第１側縁部から第２側縁部に亘って中間部材を貫通しながらプレス加工を行うことで、上記開口を形成しながらチューブの差込孔を形成することができる。
【００１９】
第３の発明は、第１又は第２の発明の熱交換器において、カバープレートには、複数の開口と離間するように外側に突出し、ヘッダタンクの長手方向と略平行に延びて形成された突起部が設けられ、上記突起部の内側面と第２側縁部の外側面との間には、上記複数の開口を介して上記ヘッダタンクの内部空間と連通する流通通路が形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
上記第３の発明では、カバープレートに突起部が設けられ、ヘッダタンクの第２側縁部とカバープレートとの間に流通通路が形成される。この流通通路は、第２側縁部の開口を介してヘッダタンクの内部空間と連通している。このため、ヘッダタンクを流れる冷媒は、ヘッダタンクの内部空間と上記流通通路の双方を流れることになる。したがって、ヘッダタンクの内部を流通する冷媒の流通面積を拡大することができる。
【００２１】
第４の発明は、第２の発明の熱交換器において、コア部が、被処理空気の上流側に複数のチューブが配列された第１コア部と、被処理空気の下流側に複数のチューブが配列された第２コア部とで構成され、ヘッダタンクの内部には、一端が第１側縁部と連接し他端が第２側縁部と連接して該ヘッダタンクの長手方向と略平行に延びた仕切部が形成され、上記仕切部は、上記ヘッダタンクの内部空間を上記第１コア部のチューブと連通する上流側空間と上記第２コア部のチューブと連通する下流側空間とに分割し、差込孔が、第１コア部のチューブが挿入される第１差込孔と第２コア部のチューブが挿入される第２差込孔とで構成され、開口は、第１差込孔に対向する第１開口と第２差込孔に対向する第２開口とで構成され、カバープレートが、第１開口と第２開口との双方を覆うように上記ヘッダタンクの外周面に形成され、カバープレートには、第２側縁部の外側面と離間するとともに外側に突出した第３突起部が形成され、上記第３突起部の内側面と第２側縁部の外側面との間には、上記第１開口と上記第２開口とを連通させる連通通路が形成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
上記第４の発明では、コア部が第１コア部と第２コア部とで構成され、ヘッダタンクの内部空間が仕切部によって２つに分割された、いわゆる２層式の熱交換器において、ヘッダタンクを押し出し又は引き抜き加工によって一体的に形成することで、このヘッダタンクの耐圧性を向上できるようにしている。
【００２３】
ここで、本発明では、第１コア部のチューブが挿入される第１差込孔と第２コア部のチューブが挿入される第２差込孔をプレス加工によって形成することができる。
【００２４】
なお、第１，第２開口は、第２側縁部の外側面よりカバープレートで閉塞されるため、ヘッダタンクの上流側空間は外部空間から区画される。同様に、ヘッダタンクのと下流側空間は外部空間から区画される。
【００２５】
また、本発明においては、カバープレートに第３突起部を形成することによって、第１開口と第２開口とを連通させる連通通路を形成している。このため、上流側空間と下流側空間とは、第１，第２開口を介して互いに連通することになる。したがって、第１コア部のチューブよりヘッダタンクの上流側空間に流入した冷媒を連通通路を介して下流側空間へ送り、この冷媒を下流側空間より第２コア部のチューブへ流入させることができる。また逆に、第２コア部のチューブよりヘッダタンクの下流側空間に流入した冷媒を連通通路を介して上流側空間へ送り、この冷媒を上流側空間より第１コア部のチューブへ流入させることができる。
【００２６】
第５の発明は、第３の発明の熱交換器において、コア部は、被処理空気の上流側に複数のチューブが配列された第１コア部と、被処理空気の下流側に複数のチューブが配列された第２コア部とで構成され、ヘッダタンクの内部には、一端が第１側縁部と連接し他端が第２側縁部と連接して該ヘッダタンクの長手方向と略平行に延びた仕切部が形成され、上記仕切部は、上記ヘッダタンクの内部空間を上記第１コア部のチューブと連通する上流側空間と上記第２コア部のチューブと連通する下流側空間とに分割し、差込孔が、第１コア部のチューブが挿入される第１差込孔と第２コア部のチューブが挿入される第２差込孔とで構成され、開口は、第１差込孔に対向する第１開口と第２差込孔に対向する第２開口とで構成され、カバープレートが、第１開口と第２開口との双方を覆うように上記ヘッダタンクの外周面に形成され、突起部は、第１開口と離間するとともに外側に突出した第１突起部と第２開口と離間するとともに外側に突出した第２突起部とで構成され、流通通路が、第１開口を介して上記上流側空間と連通する第１流通通路と第２開口を介して上記下流側空間と連通する第２流通通路とで構成され、カバープレートには、第２側縁部の外側面と離間するとともに第１突起部と第２突起部とに跨って外側に突出した第３突起部が形成され、上記第３突起部の内側面と第２側縁部の外側面との間には、上記第１流通通路と上記第２流通通路とを連通させる連通通路が形成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
上記第５の発明では、第４の発明と同様に、いわゆる２層式の熱交換器において、ヘッダタンクを押し出し又は引き抜き加工によって一体的に形成することで、このヘッダタンクの耐圧性を向上できるようにしている。
【００２８】
また、本発明では、第１開口と連通する第１流通通路と第２開口と連通する第２流通通路を形成しているため、第３の発明と同様に、ヘッダタンクの内部を流通する冷媒の流通面積を拡大することができる。
【００２９】
さらに、本発明では、カバープレートに第３突起部を形成することによって、第１流通通路と第２流通通路とを連通させる連通通路を形成している。このため、上流側空間と下流側空間とは、第１，第２流通通路及び上記連通通路を介して互いに連通することになる。したがって、第１コア部のチューブよりヘッダタンクの上流側空間に流入した冷媒を連通通路を介して下流側空間へ送り、この冷媒を下流側空間より第２コア部のチューブへ流入させることができる。また逆に、第２コア部のチューブよりヘッダタンクの下流側空間に流入した冷媒を連通通路を介して上流側空間へ送り、この冷媒を上流側空間より第１コア部のチューブへ流入させることができる。
【００３０】
第６の発明は、第５の発明の熱交換器において、第１流通通路と第２流通通路との間に介在するとともに、第２側縁部とカバープレートとが当接する部位には、ヘッダタンクと略平行に延びて形成された突起が設けられ、上記突起は、第２側縁部の外側面とカバープレートの内側面とのいずれか一方に形成されていることを特徴とするものである。
【００３１】
上記第６の発明では、第１流通通路と第２流通通路とに介在され、かつカバープレートと第２側縁部の当接部において、第２側縁部の外側面とカバープレートの内側面とのいずれか一方に突起が形成される。このため、突起を介在させながら第２側縁部とカバープレートとを確実に接触させることができる。このようにすると、例えば熱交換器の製造時におけるろう付けの際、突起を介して第２側縁部とカバープレートとを確実に固着することができる。したがって、上記第１流通通路と第２流通通路との間、すなわち、上流側空間と下流側空間との間における冷媒の漏れを抑制することできる。
【００３２】
なお、突起をヘッダタンクの第２側縁部に形成する場合、この突起を押し出し又は引き抜き加工によってヘッダタンクと一体的に形成することができる。
【００３３】
第７の発明は、第３、第５又は第６の発明の熱交換器において、流通通路の開口断面が、略円形状であることを特徴とするものである。
【００３４】
上記第７の発明では、流通通路の開口断面が略円形形状に形成されることで、流通通路を流れる冷媒の圧力が流通通路の内壁に均等に作用しやすくなる。
【００３５】
第８の発明は、第２から第７のいずれか１に記載の熱交換器において、チューブ端部における外周面には、該チューブの内周側に向かって窪んだ凹部が形成されていることを特徴とするものである。
【００３６】
上記第８の発明では、チューブ端部における外周面に凹部を形成することによって、チューブ端部の外周面と差込孔の内周面とが、上記凹部によって離間される。このようにすると、例えばチューブを差込孔にろう付けする際に、溶融したろう材がチューブの開口端よりチューブ内へ流入し、チューブ内が閉塞してしまうことを抑制できる。
【００３７】
第９の発明は、第２から第８のいずれか１の発明の熱交換器において、チューブは、該チューブの外周面と差込孔の内周面との接触幅が接触部の全域に亘って均等となるように差込孔に挿入されていることを特徴とするものである。なお、上記「接触幅」は、チューブ外周面と差込孔の内周面との接触部におけるチューブ挿入方向における接触寸法のことを意味する。
【００３８】
上記第９の発明では、チューブの外周面が差込孔の内周面との接触部において、ろう付けが行われ、このチューブが差込孔に固着される。ここで、本発明では、接触部の接触幅が全域に亘って均等となるようにチューブが差込孔に挿入される。このため、差込孔においてチューブがろう付けされる面の厚み寸法が全体として均一となり、チューブにおけるろう付けの強度を均一化することができる。
【００３９】
第１０の発明は、第８又は第９の発明の熱交換器において、凹部の溝深さ寸法は、０．１ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００４０】
上記第１０の発明では、チューブ端部における凹部の溝深さ寸法を０．１ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下としている。このため、例えば上記凹部を形成することによってチューブの開口がつぶれてしまうことを抑制できる。
【００４１】
第１１の発明は、第１から第１０のいずれか１の発明の熱交換器において、ヘッダタンクの外周面には、該ヘッダタンクの周方向におけるカバープレートの両端部に沿って形成された２つの凸部が設けられ、上記凸部は、上記ヘッダタンクの長手方向と略平行に延びて形成され、その先端部とヘッダタンクの外周面との間で上記カバープレートの両端部を挟持できるように構成されていることを特徴とするものである。なお、「ヘッダタンクの周方向」とは、ヘッダタンクの中空空間を中心（軸心）とした周方向を意味するものである。
【００４２】
上記第１１の発明では、ヘッダタンクの外周面に形成された２つの凸部に、カバープレートの両端部を当接させて、カバープレートの位置決めを行うことができる。また、凸部の先端部とヘッダタンクの外周面とが、カバープレートの両端部に挟み込まれることで、カバープレートがヘッダタンクの外周面に確実に保持される。
【００４３】
第１２の発明は、第１から第１０のいずれか１の発明の熱交換器において、カバープレートには、第２側縁部に形成された開口と連通するカバー側開口が形成され、上記カバープレートの外側面には、上記カバー側開口と導通する配管を接続可能な配管接続部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００４４】
上記第１２の発明では、カバープレートに配管接続部材が設けられる。したがって、この配管接続部材に流入配管を接続し、冷媒を上記流入配管より上記カバー側開口を介して熱交換器内へ流入させることができる。また、配管接続部材に流出配管を接続し、熱交換器内を循環した冷媒を上記カバー側開口を介して上記流出配管より熱交換器外へ排出させることができる。
【００４５】
第１３の発明は、第１２の発明の熱交換器において、配管接続部材には、カバープレートの外縁を覆いながらヘッダタンクの周方向における両側に延びて形成されたカバー保持部が設けられ、上記カバー保持部は、両端部がヘッダタンクの外周面と当接し、ヘッダタンクの外周面には、上記カバー保持部の両端部に沿って形成された２つの凸部が設けられ、上記凸部は、その先端部とヘッダタンクの外周面との間で上記カバー保持部材の両端部を挟持できるように構成されていることを特徴とするものである。
【００４６】
上記第１３の発明では、凸部の先端部とヘッダタンクの外周面とが、カバー保持部の両端部に挟み込まれることで、カバー保持部が設けられた配管接続部材がヘッダタンクの外周面に確実に保持される。
【００４７】
さらに、カバー保持部は、カバープレートの外縁を覆いながらヘッダタンクの外周面に取り付けられるため、上記カバープレートは、カバー保持部とヘッダタンクとの間に狭持される。したがって、カバープレートがヘッダタンクの外周面に確実に保持される。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、以下の効果が発揮される。
【００４９】
上記第１の発明によれば、ヘッダタンクを押し出し又は引き抜き加工で成形し、ヘッダタンクを一体的に成形しているため、例えば超臨界状態となったＣＯ2冷媒のような高圧冷媒に対して、十分な耐圧性を確保することができる。
【００５０】
ここで、本発明では、ヘッダタンクにおいてチューブが挿入される差込孔をプレス加工によって成形できるようにしている。したがって、特許文献２に開示されているヘッダタンクのように差込孔を切削加工によって成形する場合と比較して、差込孔を容易に成形することができ、差込孔の加工コストの低減を図ることができる。
【００５１】
上記第２の発明によれば、押し出し又は引き抜き加工によって、ヘッダタンクの内部に中間部材を一体的に形成することで、ヘッダタンクの耐圧性の向上を図ることができる。
【００５２】
ここで、本発明では、中間部材を貫通するようにしてプレス加工を行い差込孔を形成できるようにしている。ヘッダタンクの耐圧性の向上を図りながら、差込孔を容易かつ安価に成形することができる。
【００５３】
上記第３の発明によれば、ヘッダタンクに突起部を設け、ヘッダタンクの内部空間と連通する流通通路を形成するようにしている。そして、ヘッダタンクの内部を流通する冷媒の流通面積を拡大するようにしている。このため、この冷媒の圧力損失を低下でき、熱交換器の性能の向上を図ることができる。
【００５４】
また、上記流通通路は、カバープレートに突起部を設けることにより容易に形成することができる。したがって、単純な構造によってこの流通通路を設けることができる。
【００５５】
上記第４の発明によれば、いわゆる２層タイプの熱交換器に備えられるヘッダタンクを押し出し又は引き抜き加工によって成形するようにしている。このため、ヘッダタンクにおいて、十分な耐圧性を確保することができる。
【００５６】
また、本発明では、第１開口及び第２開口を介してヘッダタンクの上流側空間と下流側空間とを連通させる連通通路を形成するようにしている。したがって、第１コア部と第２コア部との間における冷媒の移送を相互に行うことができる。
【００５７】
さらに、上記連通通路は、カバープレートに第３突起部を設けることにより容易に形成することができる。したがって、単純な構造によってこの連通通路を設けることができる。
【００５８】
上記第５の発明によれば、いわゆる２層タイプの熱交換器に備えられるヘッダタンクを押し出し又は引き抜き加工によって成形するようにしている。このため、ヘッダタンクにおいて、十分な耐圧性を確保することができる。
【００５９】
また、本発明では、第１開口を介してヘッダタンクの上流側空間と連通する第１流通通路と、第２開口を介してヘッダタンクの下流側空間と連通する第２流通通路とを形成している。そして、各空間を流れる冷媒の流通面積を拡大するようにしている。このため、この冷媒の圧力損失を低下でき、熱交換器の性能の向上を図ることができる。
【００６０】
さらに、本発明では、第１流通通路と第２流通通路とを連通させる連通通路を形成するようにしている。したがって、第１コア部と第２コア部との間における冷媒の移送を相互に行うことができる。
【００６１】
上記第６の発明によれば、カバープレートと第２側縁部の当接部に突起を形成している。このため、突起を介してカバープレートと第２側縁部とのろう付けを行うことで、カバープレートと第２側縁部とを確実に固着できるようにしている。このようにすると、第１流通通路と第２流通通路とを確実に仕切ることができる。したがって、第１流通通路と連通する上流側空間と、第２流通通路と連通する下流側空間との間において、冷媒の漏れが生じることを抑制できる。したがって、この熱交換器の信頼性の向上を図ることができる。
【００６２】
上記第７の発明によれば、流通通路の開口断面を略円形状に形成し、流通通路を流れる冷媒の圧力を流通通路の内壁に均等に作用させるようにしている。このため、流通通路の内壁における冷媒に対する耐圧性の向上を図ることができる。
【００６３】
上記第８の発明によれば、チューブの端部における外周面に凹部を形成することで、チューブ端部の外周面と差込孔の内周面とを離間させるようにしている。このため、ろう付け時において、ろう材がチューブの開口端よりチューブ内へ流入し、チューブが閉塞してしまうことを抑制できる。したがって、チューブの閉塞による熱交換器の性能低下を抑制できる。
【００６４】
上記第９の発明によれば、チューブの当接面の厚み寸法が全体で均一となるよう、チューブ端部の外周面に凹部を形成している。このため、チューブと差込孔がろう付けされる厚み寸法が均一となり、ろう付け強度も均一化できる。したがって、チューブを差込孔に確実に固着させることができる。
【００６５】
上記第１０の発明によれば、凹部の溝深さを０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることで、凹部の成形時において、チューブの開口がつぶれてしまうことを抑制している。したがって、チューブの開口端におけるろう材の閉塞を防止しながら、チューブ内の通路におけるクリアランスを確保することができる。
【００６６】
上記第１１の発明によれば、ヘッダタンクの外周面に２つの凸部を形成し、この凸部によってカバープレートの位置決め及び保持を行えるようにしている。したがって、熱交換器の組み立て時において、カバープレートをヘッダタンクの外周面に確実に保持した状態で、カバープレートとヘッダタンクのろう付けを行うことができる。
【００６７】
上記第１２の発明によれば、カバープレートに配管接続部材を設けることで、この配下接続部材に冷媒の流入／流出配管を接続できるようにしている。したがって、ヘッダタンクを新たに加工して、配管接続部材を接続する必要なく、冷媒の流出／流入経路を確保することができる。
【００６８】
上記第１３の発明によれば、ヘッダタンクの外周面に２つの凸部を形成し、この凸部によって配管接続部材のカバー保持部の位置決め及び保持を行えるようにしている。また、カバー保持部でカバープレートの外縁を覆うことによって、カバー保持部でカバープレートを確実に保持できるようにしている。したがって、熱交換器の組み立て時において、カバープレート及び配管接続部材をヘッダタンクの外周面に確実に保持した状態で、配管接続部材、カバープレート、及びヘッダタンクのろう付けを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００７０】
《発明の実施形態》
本実施形態の熱交換器の全体構成について説明する。なお、図１は、実施形態に係る熱交換器１を被処理空気の通気方向における上流側より視た全体構成図である。
【００７１】
本実施形態の熱交換器１は、車両用空調装置などの冷媒回路に接続されて放熱器として機能するものである。なお、上記冷媒回路では、ＣＯ2冷媒による超臨界サイクルが行われており、熱交換器１内には、超臨界状態で高温高圧となったＣＯ2冷媒が循環する。
【００７２】
上記熱交換器１は、大略的に、コア部４と、該コア部４における両端部（図１における上下端部）に配置された第１と第２のヘッダタンク６，７とで構成されている。
【００７３】
コア部４は、被処理空気の通気方向と略垂直な方向に、複数のチューブ２及びフィン３（コルゲートフィン）が交互に配列されて構成されている。上記チューブ２は、いわゆる扁平チューブで構成され、左右方向が厚み方向となり、上下方向が長手方向となる長円形状に形成されている。このチューブ２は、その幅方向が、被処理空気の通気方向と略平行となっており、上端部が第１ヘッダタンク６に支持される一方、下端部が第２ヘッダタンク７に支持されている。なお、チューブ２には、図２（チューブ２の開口断面図）に示すように、複数の円形開口が形成されている。この円形開口は、被処理空気の流れ方向に複数配列されている。
【００７４】
フィン３は、図１に示すように、一対のチューブ２の間に介設されている。このフィン３は、被処理空気の上流側から視て波形状に形成されている。そして、フィン３の波形部分における左端部が左側に隣接するチューブ２に固定されている一方、上記波形部分における右端部が右側に隣接するチューブ２に固定されている。また、コア部４の両端に位置するフィン３は、これらフィン３に隣接するエンドプレート８に固定されている。
【００７５】
なお、図１に示すように、コア部４は、被処理空気の上流側に位置する第１コア部４ａと、被処理空気の下流側に位置する第２コア部４ｂとで構成されている。具体的に、第１コア部４ａは、被処理空気の上流側寄りに配列された複数のチューブ２a及びフィン３で構成され、第２コア部４ｂは、被処理空気の下流側寄りに配列された複数のチューブ２ｂ及びフィン３で構成されている。
【００７６】
次に、第１，第２ヘッダタンクの概略構成について図１を参照しながら説明する。第１ヘッダタンク６及び第２ヘッダタンク７は、左右端に開口が形成された中空筒状の部材である。第１ヘッダタンク６は、コア部４の上端部全域に亘って上記複数のチューブ２及びフィン３の配列方向に延びて形成されている。なお、第１ヘッダタンク６の上縁部には、詳細は後述するカバープレート（第１カバープレート）５１が、第１ヘッダタンク６の両開口端に亘って、この第１ヘッダタンク６と略平行に延びて形成されている。また、第１ヘッダタンク６の左右端部には、第１ヘッダタンク６の開口端を閉塞するキャップ９が設けられている。なお、第１ヘッダタンク６の左端部のキャップ９には、冷媒を熱交換器内へ流入させる流入配管と、熱交換器内を循環した冷媒を熱交換器外へ流出させる流出配管とが設けられている（図示省略）。
【００７７】
さらに、第１ヘッダタンク６の内部には、詳細は後述する仕切部６ｃが形成されている。そして、第１ヘッダタンク６の内部空間は、上記仕切部６ｃによって、被処理空気の上流側に位置する上流側空間（第１上流側空間）４１ａと、被処理空気の下流側に位置する下流側空間（第１下流側空間）４１ｂとに分割されている。
【００７８】
上記第１上流側空間４１ａは、第１コア部４ａのチューブ２ａと連通しており、上記第１下流側空間４１ｂは、第２コア部４ｂのチューブ２ｂと連通している。さらに、第１上流側空間４１ａにおける左右方向の中間位置には、第１バッフル板２１が設けられている。この第１バッフル板２１は、第１上流側空間４１ａを左右の空間に仕切っている。また、第２上流側空間４１ｂにおける左右方向の中間位置には、第２バッフル板２２が設けられている。この第２バッフル板２２は、第１下流側空間４２ｂを左右の空間に仕切っている。
【００７９】
一方、第２ヘッダタンク７は、第１ヘッダタンク６が上下に１８０度回転した状態で、コア部４の下端部全域に亘って上記複数のチューブ２及びフィン３の配列方向に延びて形成されている。なお、第２ヘッダタンク７の下縁部には、第１ヘッダタンク６と類似のカバープレート（第２カバープレート）５２が設けられている。この第２カバープレート５２は、第２ヘッダタンク７の両開口端に亘って、この第２ヘッダタンク６と略平行に延びて形成されている。また、第２ヘッダタンク７の左右両端部には、第２ヘッダタンク７の開口端を閉塞するキャップ９がそれぞれ設けられている。
【００８０】
さらに、第２ヘッダタンク７の内部には、第１ヘッダタンク７と同様の仕切部６ｅが形成されている。そして、第２ヘッダタンク７の内部空間は、上記仕切部６ｅによって、被処理空気の上流側に位置する上流側空間（第２上流側空間）４２ａと、被処理空気の下流側に位置する下流側空間（第２下流側空間）４２ｂとに分割されている。そして、上記第２上流側空間４２ａが、第１コア部４ａのチューブ２ａと連通しており、上記第２下流側空間２１ｂが、第２コア部４ｂのチューブ２ｂと連通している。
【００８１】
次に、第１，第２ヘッダタンクの詳細構造について詳細に説明する。なお、第１ヘッダタンク６と第２ヘッダタンク７とは、ほぼ同様の構成となっているため、以下には、ヘッダタンクの代表例として、第１ヘッダタンク６について説明する。
【００８２】
第１ヘッダタンク６は、図１のIV−IV断面の要部拡大図である図４に示すように、４つ
の円形部材が被処理空気の流れ方向に連なって一体化された形状をしている。
【００８３】
第１ヘッダタンク６の下側には、断面波形形状のタンク下縁部（第１側縁部）６ａが形成されている。一方、第１ヘッダタンク６の上側には、その上端面が水平となった形状のタンク上縁部（第２側縁部）６ｂが形成されている。
【００８４】
また、上記タンク上縁部６ｂの外側面において、図４の左右方向における中間位置には、詳細は後述する突起６ｃが形成されている。この突起６ｃは、第１ヘッダタンク６の両開口端の全長に亘って該第１ヘッダタンク６の長手方向と略平行に延びて形成されている。
【００８５】
さらに、上記タンク上縁部６ｂの左右端部には、詳細は後述する２つの凸部６ｄが設けられている。これらの凸部６ｄは、第１ヘッダタンク６の両開口端の全長に亘って該第１ヘッダタンク６の長手方向と略平行に延びて形成されている。
【００８６】
また、第１ヘッダタンク６の内部には、上述した仕切部６ｅが設けられている。この仕切部６ｅは、図４における左右方向の中間位置において、一端が上記タンク下縁部６ａと連接し他端が上記タンク上縁部６ｂと連接している。そして、仕切部６ｅは、第１ヘッダタンク６の両開口端に亘って該第１ヘッダタンク６と略平行に延びて形成されている。さらに、仕切部６ｅは、上述したように、第１ヘッダタンク６の内部空間を第１上流側空間４１ａと上記第１下流側空間４１ｂとに分割している。
【００８７】
また、第１ヘッダタンク６の内部において、第１上流側空間４１ａと第１下流側空間４１ｂとの双方には、一端がタンク下縁部６ａと連接し他端がタンク上縁部６ｂと連接する中間部材６ｆが設けられている。この中間部材６ｆは、第１上流側空間４１ａの中間位置と、第１下流側空間４１ｂの中間位置とにそれぞれ形成されている。なお、中間部材６ｆは、第１ヘッダタンク６の両開口端に亘って該第１ヘッダタンク６の長手方向と略平行に延びて形成されている。
【００８８】
以上のような断面形状を有する第１ヘッダタンク６は、チューブ２の配列方向（図４における前後方向）に向かって押し出し成形又は引き抜き成形を行うことで、上述した第１ヘッダタンク６の構成要素が一体的となって成形される。
【００８９】
一方、第１ヘッダタンク６の第１側縁部であるタンク下縁部６ａには、図５（タンク下縁部６ａを図４のＢの矢印方向から視た要部拡大図）に示すように、チューブ２が挿入される複数の差込孔３０が形成されている。この差込孔３０は、上記中間部材６ｆを貫通してタンク上縁部６ｂの下端まで延びて形成されている。また、差込孔３０は、図４のVI−VI断面図である図６に示すように、チューブ２の配列方向に所定の間隔を介して形成され
ている。なお、差込孔３０は、第１コア部４ａのチューブ２ａが挿入される第１差込孔３０ａと、第２コア部４ｂのチューブ２ｂが挿入される第２差込孔３０ｂとで構成されている。そして、第１差込孔３０ａが第１上流側空間４１ａの中間部材６ｆを貫通している一方、第２差込孔３０ｂが第１下流側空間４１ｂの中間部材６ｆを貫通している。このように、第１差込孔３０ａが中間部材６ｆを貫通しているため、第１上流側空間４１ａは、中間部材６ｆによって左右に仕切られず、一つの空間となっている。同様に、第２差込孔３０ｂが中間部材６ｆを貫通しているため、第１下流側空間４１ｂは、中間部材６ｆによって左右に仕切られず、一つの空間となっている。
【００９０】
一方、第１ヘッダタンク６の第２側縁部であるタンク上縁部６ｂには、タンク下縁部６ａの各差込孔３０に対向する複数の開口３１が形成されている。この開口３１は、図５に示す差込孔３０と同様の開口断面を有している。そして、図６に示すように、差込孔３０と開口３１とが、上下方向における同一線上に位置している。また、開口３１は、第１差込孔３０ａに対向する第１開口３１ａと、第２差込孔３１ｂに対向する第２開口３１ｂとで構成されている。
【００９１】
以上のような、第１ヘッダタンク６に形成される差込孔３０及び開口３１は、タンク下縁部６ａよりタンク上縁部６ｂ方向へプレス加工を行うことで成形される。
【００９２】
また、第１ヘッダタンク６のタンク上縁部６ｂにおける外側面（図４における上面）には、上述したカバープレート（第１カバープレート）５１が設けられている。このカバープレート５１は、タンク上縁部６ａの外面に沿って形成されている。なお、カバープレート５１は、上述した２つの凸部６ｄによって固定される。具体的に、凸部６ｄは、第１ヘッダタンク６の周方向におけるカバープレート５１の両端部に沿いながら、その先端部がかしめられて上方に屈曲した形状をしている。そして、カバープレート５１の両端部が、凸部６ｄと第１ヘッダタンク６の外周面との間で狭持されることによって、カバープレート５１が第１ヘッダタンク６に固定されている。
【００９３】
このようにして、第１ヘッダタンク６に固定されたカバープレート５１は、第１開口３１ａ及び第２開口３１ｂとの双方を覆っている。そして、第１ヘッダタンク６の内部空間と外部空間とが完全に仕切られた状態となっている。
【００９４】
さらに、カバープレート５１の外側面には、図１及び図４に示すように、開口３１と離間するように外側に突出した突起部３４が形成されている。この突起部３４は、第１開口３１ａの上方に位置する第１突起部３４ａと第２開口３１ｂの上方に位置する第２突起部３４ｂとで構成される。これらの突起部３４は、図１に示すように、第１ヘッダタンク６の両開口端に亘って該第１ヘッダタンク６と略平行に延びて形成されている。
【００９５】
このようにカバープレート５１に突起部３４を形成することで、突起部３４の内側面とタンク上縁部６ｂの外側面との間には、流通通路３５が形成されている。この流通通路３５は、その開口断面が略円形形状に形成されている。また、流通通路３５は、第１突起部３４ａの内側に形成された第１流通通路３５ａと第２突起部３４ｂの内側に形成された第２流通通路３５ｂで構成されている。これらの流通通路３５は、図６に示すように、複数の開口３１と連通しながら第１ヘッダタンク６と略平行に延びて形成されている。そして、第１流通通路３５ａは、上述した第１バッフル板２１によって左右の空間に仕切られる。一方、第２流通通路３５ｂは、上述した第２バッフル板２２によって左右の空間に仕切られる。
【００９６】
また、図４に示す第１流通通路３５ａと第２流通通路３５ｂとの間で、タンク上縁部６ｂとカバープレート５１とが当接する部位には、上述した突起６ｃが設けられている。具体的に、突起６ｃは、図７に示すように、タンク上縁部６ｂの外側面よりカバープレート５１の内側面に向かって突出している。そして、突起６ｃの先端部が、カバープレート５１と接触している。
【００９７】
さらに、図１に示すカバープレート５１の外側面における右側半分には、複数の第３突起部３７が設けられている。この第３突起部３７は、タンク上縁部６ｂと離間するように外側に突出している。そして、第３突起部３７は、第１突起部３４ａと第２突起部３４ｂとに直交するようにして、第１ヘッダタンク６の長手方向に複数配列されている。
【００９８】
そして、図１のVIII−VIII断面図である図８、及び図８のIX−IX断面図である図９に示すよ
うに、上記第３突起部３７の内側面とタンク上縁部６ｂの外側面との間には、連通通路３８が形成されている。この連通通路３８は、第１流通通路３５ａと第２流通通路３５ｂとに跨るように形成されている。そして、連通通路３８によって、上記第１流通通路３５ａと第２流通通路３５ｂとが連通している。なお、第２ヘッダタンク７には、上記第３突起部３７が形成されておらず、上述した第２上流側空間４２ａと第２下流側空間４２ｂとは、完全に仕切られた状態となっている。
【００９９】
以上のような構成の第１ヘッダタンクにおいて、タンク下縁部６ａの差込孔３０には、チューブ２が挿入される（例えば図６参照）。このチューブ２の端部には、図１０（チューブ２の端部における開口断面図）に示すように、その内周側に窪んだ凹部３９が形成されている。なお、凹部３９の溝深さ寸法（図１０のＬの寸法）は、０．１ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。また、凹部３９は、図４に示すように、被処理空気の流れ方向における凹部３９の幅寸法が、中間部材６ｆの幅寸法よりも大径となっている。したがって、チューブ２の端部における外周面と中間部材６ｆの内壁とは接触しない状態となっている。
【０１００】
一方で、チューブ２の外周面には、図１１の破線で囲む面に、差込孔３０の内周面との接触部が形成されている。この際、チューブ２は、上記接触部における接触幅（例えば図１１のＷ１とＷ２）が、接触部の全域に亘って均等となるよう差込孔３０に挿入されている。
【０１０１】
以上のように、ヘッダタンク６にカバープレート５１及びチューブ２が挿入されるとともに、図１に示す熱交換器１が組立てられると、この熱交換器１は、例えば金属ワイヤなどの拘束体によって拘束された状態で、ろう付け用加熱炉で加熱される。この際、各部材における他の部材との当接面（接触部）に予め塗布されたろう材が溶融することで、各部材が一体化された熱交換器１が製造される。
【０１０２】
−冷媒の循環動作−
次に、本実施形態に係る熱交換器１における冷媒の循環動作について、図３を参照しながら説明する。なお、図３において、上述したチューブ２及びフィン３の図示は省略するものとする。
【０１０３】
熱交換器１には、超臨界状態となり、高温高圧となったＣＯ2冷媒が流入する。具体的に、ＣＯ2冷媒（以下冷媒と略す）は、第１ヘッダタンク６の左端部に設けられた図示しない流入配管より、熱交換器１内へ流入する。この冷媒は、第１下流側空間４１ｂにおける左側の空間を流れる。ここで、第１下流側空間４１ｂは、図４に示すように、複数の第２開口３１ｂを介して第２流通空間３５ｂにおける左側の空間と連通している。このため、冷媒は、上記第１下流側空間４１ｂにおける左側の空間と第２流通空間３５ｂにおける左側の空間との双方を流通する。その後、冷媒は、第２コア部４ｂにおけるチューブ２ｂに分配されて、下方向へ流通する。各チューブ２ｂを流通した冷媒は、第２ヘッダタンク７に形成された第２下流側空間４２ｂにおける左側の空間で集合し、第２ヘッダタンク７側の第２流通空間３５ｂに分流しながら右方向に流通する。そして、この冷媒は、第２コア部４ｂのチューブ２ｂに分配されて、上方向へ流通する。
【０１０４】
各チューブ２ｂを流通した冷媒は、第１ヘッダタンク６に形成された第１下流側空間４１ｂにおける右側の空間で集合する。この冷媒は、第１下流側空間４１ｂにおける右側の空間と第２流通空間３５ｂにおける右側の空間に分岐する。ここで、第１ヘッダタンク６における右側半分には、図８に示す複数の連通通路３８が形成されている。このため、第２流通空間３５ｂを流れる冷媒は、上記連通通路３８を介して第１流通空間３５ａにおける右側の空間へ流入する。この冷媒は、第１上流側空間４１ａにおける右側の空間より、第１コア部４ａにおけるチューブ２ａに分配されて、下方向へ流通する。各チューブ２ａを流通した冷媒は、第２ヘッダタンク７に形成された第２上流側空間４２ａにおける右側の空間で集合し、第２ヘッダタンク７側の第１流通空間３５ａに分流しながら左方向に流通する。そして、この冷媒は、第１コア部４ａのチューブ２ａに分配されて、上方向へ流通する。
【０１０５】
以上のようにして、第１ヘッダタンク６の第１上流側空間４１ａにおける左側の空間に集合した冷媒は、図示しない流出配管を介して、熱交換器１の外部へ流出する。
【０１０６】
一方、被処理空気は、熱交換器１に対して図３の白矢印方向に流れ、熱交換器１のコア部４を流通する。この被処理空気は、コア部４のチューブ２及びフィン３によって加熱されながら、熱交換器１を通過する。
【０１０７】
−実施形態の効果−
本実施形態に係る熱交換器１では、以下の効果が発揮される。
【０１０８】
本実施形態では、ヘッダタンク６，７を押し出し又は引き抜き加工で成形し、各構成部材を一体的に形成している。したがって、このヘッダタンク６，７の耐圧性の向上を図るとともに、これら構成部材を容易に形成することができる。
【０１０９】
ここで、ヘッダタンクに形成される差込孔３０は、ヘッダタンク６，７のタンク下縁部６ａよりタンク上縁部６ｂに亘ってプレス加工を行うことで成形される。したがって、差込孔３０を切削加工によって成形する場合と比較して、この差込孔３０を容易に成形することができ、加工コストの低減を図ることができる。
【０１１０】
また、上記プレス加工によってタンク上縁部６ｂに形成された開口３１は、カバープレート５１、５２によって覆われる。したがって、ヘッダタンク６，７の内部空間と外部空間とを確実に区画し、ヘッダタンク６，７内に冷媒を流通させることができる。
【０１１１】
さらに、本実施形態では、カバープレート５１，５２に突起部３４を形成し、突起部３４の内側面とタンク上縁部６ａとの間に流通通路３５を形成するようにしている。この流通通路３５は、ヘッダタンク６，７の内部空間（例えば第１上流側空間４１ａ）と連通しているため、ヘッダタンク６，７を流通する冷媒は、上記内部空間と流通通路３５との双方を流通する。したがって、ヘッダタンク６，７内を流通する冷媒の流通面積を拡大させることができ、冷媒が流れる際に生じる圧力損失を低減させることができる。
【０１１２】
また、本実施形態において、カバープレート５１の外側面に第３突起部３７を設け、第３突起部３７の内側面とタンク上縁部６ｂとの間に連通通路３８を形成するようにしている。そして、第１流通通路３５ａと第２流通通路３５ｂとを、上記連通通路３８によって連通させるようにしている。このため、例えば第１上流側空間４１ａと第１下流側空間４１ｂとの間において、冷媒の移送を相互に行うことができる。
【０１１３】
また、本実施形態では、図７に示すように、第１流通空間３５ａと第２流通空間３５ｂとに間に介在するカバープレート５１とタンク上縁部６ｂとの間において、突起６ｃを形成している。そして、カバープレート５１とタンク上縁部６ｂとを、上記突起６ｃを介してろう付けするようにしている。したがって、この突起６ｃによって、第１流通空間３５ａと第２流通空間３５ｂとを確実に区画形成することができ、両流通空間３５ａ，３５ｂにおける冷媒の漏れを抑制することができる。
【０１１４】
さらに、本実施形態では、チューブ２の端部における外周面に凹部３９を形成している。そして、チューブ２の端部における外周面と差込孔３０の内壁とを離間させるようにしている。このため、チューブ２と差込孔３０とをろう付けする際、ろう材がチューブ２の開口端よりチューブ２の内部へ流入してしまいチューブ２の内部がろう材で閉塞してしまうことを抑制できる。ここで、上記凹部３９の溝深さを０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることで、凹部３９を成形する際、チューブの開口端がつぶれてしまうことを抑制できる。
【０１１５】
−実施形態の変形例１−
次に、上記実施形態の変形例１について説明する。この変形例１は、コア部４におけるチューブ２が被処理空気の流れ方向に１列だけ配列された、いわゆる一層式の熱交換器１に上述した実施形態と類似のヘッダタンク６，７を適用したものである。この変形例１のヘッダタンク６，７には、図１２及び図１３に示すように、上述した仕切部６ｅ及び連通通路３８が形成されておらず、ヘッダタンク６，７の内部には、第１空間４１のみが形成されている。この構成においても、ヘッダタンク６，７を押し出し加工又は引き抜き加工によって成形した後、プレス加工によって差込孔３０及び開口３１を形成している。したがって、差込孔３０を容易かつ安価に成形することができる。
【０１１６】
−実施形態の変形例２−
次に、実施形態の変形例２について説明する。この変形例２は、図１４に示すように、変形例１のヘッダタンク６，７において、このヘッダタンク６，７の上端部に配管接続部材５３を設けたものである。
【０１１７】
具体的に、変形例２のカバープレート５１には、第２側縁部（タンク上縁部）６ｂに形成された開口３１を介して第１空間４１と連通するカバー側開口３６が形成されている。そして、このカバープレート５１の外側面に、冷媒の流入／流出配管が接続可能な配管接続部材５３が設けられている。なお、配管接続部材５３には、カバー保持部５３ａが設けられており、このカバー保持部材５３ａによってカバープレート５１の外縁が覆われている。また、カバー保持部５３ａの両端部（図１４における左右端部）には、上述した実施形態と同様の凸部６ｄが設けられている。この凸部６ｄは、カバー保持部５３ａの両端部に沿って形成されており、その先端部がかしめられて上方に屈曲した形状をしている。そして、カバー保持部５３ａの両端部が、凸部６ｄと第１ヘッダタンク６の外周面との間で狭持されることによって、配管接続部材５３ａが固定されている。
【０１１８】
この変形例２では、配管接続部材５３をカバープレート５１に設けることで、この配管接続部材５３に冷媒の流入／流出配管を接続し、冷媒を熱交換器１内へ流入させる、あるいは熱交換機１を循環した後の冷媒を熱交換器１外へ流出させることができる。また、カバー保持部５３ａの両端部を凸部６ｄで保持することによって、ヘッダタンク６に配管接続部材５３を確実に固定することができる。この際、カバー保持部５３は、カバープレート５１を覆いながら凸部６ｄに保持されるため、カバープレート５１をカバー保持部５３ａと第１ヘッダタンク６の外周面との間に狭持でき、このカバープレート５１を第１ヘッダタンク６に確実に固定することができる。
【０１１９】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０１２０】
上記実施形態では、ヘッダタンク６，７のタンク下縁部６ａに形成される差込孔３０とタンク上縁部６ｂに形成される開口３０との開口断面とが同じ形状となるようにプレス加工を行っている。しかしながら、例えば図１５に示すように、差込孔３０よりも開口３０の開口断面が小さくなるようにプレス加工を行うこともできる。この場合、開口３０をカバープレート５１によってより確実に覆うことができ、ヘッダタンク６の内部空間を流れる冷媒が外部空間へ漏れてしまうことをより確実に防止することができる。
【０１２１】
また、上記実施形態において、第１流通空間３５ａと第２流通空間３５ｂとの仕切部材として機能する突起６ｃは、図７に示すように、第１ヘッダタンク６のタンク上縁部６ｂに形成されている。しかしながら、この突起６ｃをカバープレート５１の下面側に形成してもよい。この場合にも、突起６ｃを介してカバープレート５１とタンク上縁部６ｂとをろう材によって固着することで、第１流通空間３５ａと第２流通空間３５ｂとを確実に区画形成し、両流通空間３５ａ，３５ｂにおける冷媒の漏れを抑制することができる。
【０１２２】
さらに、上記実施形態では、カバープレート５１に第１突起部３４ａと第２突起部３４ｂとを設けることによって、第１流通通路４１ａと第２流通通路４２ｂとを形成し、冷媒の流通面積を拡大させるようにしている。しかしながら、上記第１，第２突起部３４及び流通通路４１を必ずしも設ける必要はない。この場合、図１６に示すように、カバープレート５１に第３突起部３７のみを設け、第３突起部３７によって形成される連通通路３８を直接、第１開口３４ａ及び第２開口３４ｂと接続するようにしてもよい。この場合にも、上記連通通路３８を介して第１コア部４ａと第２コア部４ｂとの間における冷媒の移送を相互に行うことができる。
【０１２３】
また、上記実施形態の熱交換器を循環する冷媒は、ＣＯ２に限るものではない。さらに、上記実施形態の熱交換器について、放熱器としての実施例を説明したが、これ以外に、熱交換器を蒸発器として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】実施形態に係る熱交換器の概略構成図である。
【図２】実施形態に係るチューブの水平断面図である。
【図３】実施形態に係る熱交換器の冷媒の流れを説明した概略構成図である。
【図４】図１のIV−IV断面における要部拡大図である。
【図５】第１ヘッダタンクを図４のＢの矢印方向から視た要部拡大図である。
【図６】図４のVI−VI断面図である。
【図７】突起の拡大断面図である。
【図８】図１のVIII−VIII断面における要部拡大図である。
【図９】図８のIX−IX断面図である。
【図１０】実施形態に係るチューブの開口端を視た図である。
【図１１】チューブ近傍の拡大断面図である。
【図１２】変形例１のヘッダタンクの断面図である。
【図１３】変形例１のヘッダタンクを下側から視た図である。
【図１４】変形例２のヘッダタンクの断面図である。
【図１５】その他の実施形態のヘッダタンクの断面図である。
【図１６】その他の実施形態の熱交換器の概略構成図である。
【図１７】特許文献１に係る熱交換器の概略構成図である。
【図１８】特許文献２に係る熱交換器におけるヘッダタンクの斜視図である。
【符号の説明】
【０１２５】
(1)    熱交換器
(2)    チューブ（2a,2b）
(4)    コア部
(6)    ヘッダタンク（7）
(6a)   第１側縁部
(6b)   第２側縁部
(6c)   突起
(6d)   凸部
(6e)   仕切部
(6f)   中間部材
(30)   差込孔（30a,30b）
(31)   開口（31a,31b）
(34)   突起部（34a,34b）
(35)   流通空間（35a,35b）
(37)   第３突起部
(38)   連通通路
(41a)  上流側空間
(41b)  下流側空間
(51)   カバープレート（52）
(53)   配管接続部材
(53a)  カバー保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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